RADIOFUN.RU

сайт для радиолюбителей

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

 

Светодиодный фонарик своими руками №1


Схема светодиодного фонарика

Ниже пример практического исполнения конструкции. Для корпуса взята подходящая коробочка из-под какой-то парфюмерии. При желании можно сделать фонарик ещё компактнее - всё определяется используемым корпусом. Сейчас вот думаю засунуть фонарик в корпус от толстого маркера.
Немного о деталях: Транзистор я взял КТ645. Просто вот такой под руку попался. Можно поэкспериментировать с подбором VT1, если есть время и тем самым слегка поднять КПД, но вряд ли можно достичь радикальной разницы с применённым транзистором. Трансформатор намотан на подходящем кольце из феррита с большой проницаемостью диаметром 10мм и содержит 2х20 витков провода ПЭЛ-0.31. Обмотки мотают сразу двумя проводами, можно без скрутки - это же не ШПТЛ... Выпрямительный диод - любой Шоттки, конденсаторы - танталовые smd на напряжение 6 вольт. Светодиод - любой сверхяркий белый на напряжение 3-4 вольта.
При использовании в качестве батареи аккумулятора с номинальным напряжением 1.2 вольта ток через имеющийся у меня светодиод составлял 18мА, а при использовании сухой батареи с номиналом 1.5 вольта - 22 ма, что обеспечивает максимальную светоотдачу. В целом устройство потребляло примерно 30-35мА. Учитывая эпизодическое использование фонарика, батареи вполне может хватить и на год.

 

Примечание: это простейшая схема на одном транзисторе, светодиод питается постоянным напряжением благодаря диоду Шотки и сглаживающему конденсатору С2. Ток через светодиод зависит от параметров трансформатора. Правильно спаянная схема заработает сразу.

Для максимального КПД используйте феррит с высокой магнитной проницаемостью. Диод Шотки используется, т.к. на нем меньше прямое падение напряжения (0.2-0.4V против 0.6-0.7V у обычного кремниевого диода).


№2 Замена лампочки фонарика  "Жучок" на модуль фирмы  Luxeon Lumiled LXHL-NW98.

Получаем ослепительно яркий фонарик,  с очень легким жимом  (по сравнению с лампочкой).
.
Светодиодный фонарик

Типовая характеристика светодиодного модуля LXHL-NW98
При 350мА прямое падение напряжения 3.5V
Типовая сила света 180кД
Общий угол излучения 25 град.
Световой поток минимальный 13.9лм
Световой поток номинальный 18лм
Схема состоит из двух диодов и двух конденсаторов:
Схема светодиодного фонарика

 

Диоды Д310 германиевые, подойдут и любые другие с минимальным падением напряжения.

 

№3 Эта схема позволяет питать светодиод с напряжением загорания 2-3V от источника с напряжением 1-1,5V.

Короткие импульсы повышенного потенциала отпирают p-n переход. КПД конечно понижается, но это устройство позволяет "выжать" из автономного источника питания почти весь его ресурс.

Схема питания светодиода от 1-1.5V

Провод 0,1 мм - 100-300 витков с отводом от середины, намотанные на тороидальное кольцо, номинал резистора указан примерный, его можно подобрать по максимальному КПД схемы.

 

 

№4 Использование специализированной микросхемы ZXSC300

Автор: Давиденко Юрий. г. Луганск
E-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it
.
Целесообразность использования светодиодов в фонарях, велофарах, в устройствах местного и дежурного освещениям на сегодняшний день не вызывает сомнений. Светоотдача и мощность светодиодов растет, а цены на них падают. Источников света, в которых вместо привычной лампы накаливания используются светодиоды белого свечения становиться всё больше и купить их не составляет труда. Магазины и рынки заполнены светодиодной продукцией китайского производства. Но качество этой продукции оставляет желать лучшего. Поэтому возникает необходимость в модернизации доступных (в первую очередь по цене) светодиодных источников света. Да и заменить лампы накаливания на светодиоды в добротных фонарях советского производства тоже имеет смысл. Надеюсь, что приведенная далее информация будет не лишней.
Как известно, светодиод имеет нелинейную вольтамперную характеристику с характерной "пяткой" на начальном участке.
Вольт-амперная характеристика светодиода
.
Как мы видим, светодиод начинает светиться, если на него подано напряжение больше 2,7 В. При питании его от гальванической или аккумуляторной батареи, напряжение которой процессе эксплуатации постепенно уменьшается, яркость излучения будет изменяться широких пределах. Чтобы избежать, этого необходимо питать светодиод стабилизированным током. А ток должен быть номинальным для данного типа светодиода. Обычно для стандартных 5-мм светодиодов он составляет среднем 20 мА.
По этой причине приходится применять электронные стабилизаторы тока, которые ограничивают стабилизируют ток, протекающий через светодиод. Часто бывает необходимо запитать светодиод от одного или двух элементов питания напряжением 1,2 – 2,5 В. Для этого используют повышающие преобразователи напряжения. Поскольку любой светодиод является, по сути, токовым прибором, точки зрения энергоэффективности выгодно обеспечивать прямое управление током, протекающим через него. Это позволяет исключить потери, возникающие на балластном (токоограничительном) резисторе.
Одним из оптимальных вариантов питания различных светодиодов от автономных источников тока небольшого напряжения 1-5 вольт является использование специализированной микросхемы ZXSC300 фирмы ZETEX.
.
ZXSC300 это импульсный (индуктивный) повышающий преобразователь DC-DC c частотно-импульсной модуляцией.
Особенности:
Контроллер PFM (Pulse Frequency Modulation)
КПД - 94%
Входное рабочего напряжения - 0,8 -9 В
Стабилизированный выходной ток
Рассеиваемая мощность - 450 мВт
Диапазон рабочих температур --40:85 0С
Рабочая частота (оптимальная) - 200 кГц
Корпус SOT23-5
Схема включения ZXSC300

Схема включения ZXSC300

Немного подробнее об используемый деталях.
Транзистор VT1 -FMMT617, n-р-n транзистор с гарантированным напряжением насыщения коллектор-эмиттер не более 100 мВ при токе коллектора 1 А. Способен выдерживать импульсный ток коллектора до 12 А (постоянный 3 А), напряжение коллектор-эмиттер 18 В, коэффициент передачи тока 150...240. Динамические характеристики транзистора: время включения/ выключения 120/160 нс, f=120 МГц, выходная емкость 30 пф.
FMMT617 является лучшим коммутационным устройством, которое можно использовать совместно с ZXSC300. Он позволяет получить высокий КПД преобразования при входном напряжении меньше одного вольта.
Дроссель L1. В качестве накопительного дросселя можно использовать как промышленные SMD Power Inductor, так и самодельные. Дроссель L1 должен выдерживать максимальный ток силового ключа VT1 без насыщения магнитопровода. Активное сопротивление обмотки дросселя не должно превышать 0,1 Ом иначе КПД преобразователя заметно снизиться. В качестве сердечника для самостоятельной намотки хорошо подходят кольцевые магнитопроводы (К10x4x5) от дросселей фильтров питания использующиеся в старых компьютерных материнских платах.
Токоизмерительный резистор R1. Низкоомный резистор R1 47мОм получен параллельным соединением двух SMD резисторов типоразмера 1206 по 0,1 Ом.
Светодиод VD1. Светодиод VD1 белого свечения с номинальным рабочим током 150 мА. В авторской конструкции используется два четырехкристальных светодиода соединенные параллельно. Номинальный ток одного из них составляет 100 мА, другого 60 мА. Рабочий ток светодиода определен путем пропускания через него, стабилизированного постоянного тока и контроля температуры катодного (минусового) вывода, который является радиатором и отводит тепло от кристалла.
При номинальном рабочем токе температура теплоотводящего вывода не должна превышать 40 - 45 градусов. Вместо одного светодиода VD1 также можно использовать восемь параллельно соединенных стандартный 5 мм светодиодов с током 20 мА.
.
КОНСТРУКЦИЯ УСТРОЙСТВА
Светодиодный фонарик на одной батарейке.Светодиодный фонарик на одной батарейке
.
Примечание: в этом случае желательно использовать по одному резистору на каждый светодиод, т.к. иначе токи через светодиоды будут распределены неравномерно. Или можно подобрать светодиоды из одной партии с одинаковыми характеристиками.

 

 

№5 Делаем фонарик на светодиодах своими руками

Светодиодный фонарик с 3-х вольтовым конвертором для светодиода 0.3-1.5V 0.3-1.5V LED FlashLight.
Обычно, для работы синего или белого светодиода требуется 3 - 3,5V. Данная схема позволяет запитать синий или белый светодиод низким напряжением от одной пальчиковой батарейки.
.
Детали:
Светодиод
Ферритовое кольцо (диаметром ~10 мм)
Провод для намотки (20 см)
Резистор на 1кОм
NPN транзистор
Батарейка
.
Параметры используемого трансформатора:
Обмотка, идущая на светодиод, имеет ~45 витков, намотанных проводом 0.25мм.
Обмотка, идущая на базу транзистора, имеет ~30 витков провода 0.1мм.
Базовый резистор в этом случае имеет сопротивление около 2ком.
Вместо R1 желательно поставить подстроечный резистор, и добиться тока через диод ~22мА, при свежей батарейке измерить его сопротивление, заменив потом его постоянным резистором полученного номинала.
Собранная схема обязана работать сразу.
Возможны только 2 причины, по которым схема работать не будет.
1. перепутаны концы обмотки.
2. слишком мало витков базовой обмотки.
Генерация исчезает, при количестве витков.
.

Светодиодный фонарик на одной батарейке

Куски проводов сложить вместе и намотать на кольцо. Соединить между собой два конца разных проводов. Схему можно расположить внутри подходящего корпуса. Внедрение такой схемы в фонарь, работающий от 3V существенно продлевает, продолжительность его работы от одного комплекта батареек.

 

№6 Схема светодиодного фонаря на DC/DC конверторе фирмы Analog Device - ADP1110.

Стандартная типовая схема включения ADP1110.
.
Схема включения ADP1110
Данная микросхема-конвертер, согласно спецификации фирмы-производителя, выпускается в 8 вариантах:
Модель Выходное напряжение
ADP1110AN Регулируемое
ADP1110AR Регулируемое
ADP1110AN-3.3 3.3 V
ADP1110AR-3.3 3.3 V
ADP1110AN-5 5 V
ADP1110AR-5 5 V
ADP1110AN-12 12 V
ADP1110AR-12 12 V
Микросхемы с индексами «N» и «R» отличаются только типом корпуса: R компактнее.
.
Схему можно улучшить, приняв во внимание, что для работы светодиодам нужен источник тока, а не напряжения. Изменения сделаны в схеме, чтобы она выдавала 60мА (по 20 на каждый диод), а напряжение диоды нам выставят автоматически, те самые 3.3-3.9V.
.
Схема включения ADP1110
Резистор R1 служит для измерения тока. Преобразователь так устроен, что когда напряжение на выводе FB (Feed Back) превысит 0.22V, он закончит повышать напряжение и ток, значит номинал сопротивления R1 легко рассчитать R1 = 0.22В/Iн, в нашем случаи 3.6Ом. Такая схема помогает стабилизировать ток, и автоматически выбрать необходимое напряжение. К сожалению, на этом сопротивлении будет падать напряжение, что приведет к снижению КПД, однако, практика показала, что оно меньше чем превышение, которое мы выбрали в первом случаи. Я измерял выходное напряжение, и оно составило 3.4 - 3.6В. Параметры диодов в таком включении также должны быть по возможности одинаковыми, иначе суммарный ток в 60мА, распределился между ними не поровну, и мы опять, получим разную светимость.
Детали
1. Дроссель подойдет любой от 20 до 100 микрогенри с маленьким (меньше 0.4 Ома) сопротивлением. На схеме указано 47 мкГн. Его можно сделать самому - намотать около 40 витков провода ПЭВ-0.25 на кольце из µ-пермаллоя с проницаемостью порядка 50, типоразмера 10х4х5.
2. Диод Шоттки. 1N5818, 1N5819, 1N4148 или аналогичные. Analog Device НЕ РЕКОМЕНДУЕТ использовать 1N4001
3. Конденсаторы. 47-100 микрофарад на 6-10 вольт. Рекомендуется использовать танталовые.
4. Резисторы. Мощностью 0,125 ватта сопротивлением 2 Ома, возможно 300 ком и 2,2 ком.
5. Светодиоды. L-53PWC - 4 штуки.

 

Примечание: желательно использовать по одному резистору на каждый светодиод, т.к. иначе токи через светодиоды будут распределены неравномерно. Или можно подобрать светодиоды из одной партии с одинаковыми характеристиками.

 

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ: Почему планшет не заряжается...

 

Поиск по сайту